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肖特基二极管(SBD)

发布时间:2008/10/9 0:00:00 访问次数:1176

  一般的二极管是利用pn结的单方向导电的特性,而肖特基二极管则是利用金属和半导体面接触产生的势垒(barrier)整流作用,这个接触面称为“金属半导体结”,其全名应为肖特基势垒二极管,简称为肖特基二极管。现有肖特基二极管大多数是用硅(si)半导体材料制作的。20世纪90年代以来,出现了用砷化镓(gaas)制作sbd。si-sbd的特点是:正向压降pn结二极管的udf低,仅为后者的1/2~1/3;trr约为10 ns数量级;适用于低电压(小于50 v)的功率电子电路中(当电路电压高于100 v以上时,则要选用piv高的sbd,其正向电阻将增大许多)。此外,sbd是根据漂移现象产生电流的,不会积累,也无须移去多余的载流子,因此也就不存在正向恢复或反向恢复现象。这就是sbd的莎ⅱ很小的缘故。输出电压为4~5v的开关转换可以选用piv为25 v或45 v的si-sbd。例如1n6492、ln639l、1n6392等。sbd的缺点是:反向漏电流比普通二极管大得多,如图1所示的二极管伏安特性比较。这是因为si-sbd的结电容较大的缘故,如usd45型si-sbd的结电容约为4700 pf,而ufrd的结电容仅为5~150 pf,gaas-sbd的结电容也只有100~500 pf。

图1 二极管伏安特性的比较

  有关各种快速开关二极管的参数见表1~表3c。

  表1 几种典型功率二极管的主要参数

  表2 si-sbd和ufrd参数级别的比较(1级最高)

  表3 ufrd和si-sbd、gaas-sbd的主要参数

  gaas-sbd的反向恢复时间不大于10ns。适用于高频、高速动作的电路及电压稍高的电路,现已经实用化。例如,日本生产的gaas-sbd,其参数规格有:2.5~7 a,150~180 v(uf=0.9 v,trr=7~10 ns,ir=1~3ma),以及ia,350 v(uf=1.5 v,trr=5 ns,ir=1 ma)。

  此外,gaas-sbd的其他特点还有:开关噪声小,温度稳定性好(结温可达- 40~150℃)。

  如图6所示为gaas-sbd(piv=180 v)、si-sbd(piv=90v)与frd(piv=200 v)三种功率开关二极管的反向恢复过程中电流波形的比较。由图可知,与后两种二极管比较gaas-sbd的反向恢复时间短,反向电流峰值小。

  图6 三种功率开关二极管电流反向恢复过程的波形zd=r(t)比较

  表1是各种典型功率(整流)二极管的主要参数比较表。表2及表3比较了

  ufrd、si-sbd和gaas-sbd的参数。在表3中di/dr=100 a/pts,f=100 khz。

  欢迎转载,信息来自维库电子市场网(www.dzsc.com)



  一般的二极管是利用pn结的单方向导电的特性,而肖特基二极管则是利用金属和半导体面接触产生的势垒(barrier)整流作用,这个接触面称为“金属半导体结”,其全名应为肖特基势垒二极管,简称为肖特基二极管。现有肖特基二极管大多数是用硅(si)半导体材料制作的。20世纪90年代以来,出现了用砷化镓(gaas)制作sbd。si-sbd的特点是:正向压降pn结二极管的udf低,仅为后者的1/2~1/3;trr约为10 ns数量级;适用于低电压(小于50 v)的功率电子电路中(当电路电压高于100 v以上时,则要选用piv高的sbd,其正向电阻将增大许多)。此外,sbd是根据漂移现象产生电流的,不会积累,也无须移去多余的载流子,因此也就不存在正向恢复或反向恢复现象。这就是sbd的莎ⅱ很小的缘故。输出电压为4~5v的开关转换可以选用piv为25 v或45 v的si-sbd。例如1n6492、ln639l、1n6392等。sbd的缺点是:反向漏电流比普通二极管大得多,如图1所示的二极管伏安特性比较。这是因为si-sbd的结电容较大的缘故,如usd45型si-sbd的结电容约为4700 pf,而ufrd的结电容仅为5~150 pf,gaas-sbd的结电容也只有100~500 pf。

图1 二极管伏安特性的比较

  有关各种快速开关二极管的参数见表1~表3c。

  表1 几种典型功率二极管的主要参数

  表2 si-sbd和ufrd参数级别的比较(1级最高)

  表3 ufrd和si-sbd、gaas-sbd的主要参数

  gaas-sbd的反向恢复时间不大于10ns。适用于高频、高速动作的电路及电压稍高的电路,现已经实用化。例如,日本生产的gaas-sbd,其参数规格有:2.5~7 a,150~180 v(uf=0.9 v,trr=7~10 ns,ir=1~3ma),以及ia,350 v(uf=1.5 v,trr=5 ns,ir=1 ma)。

  此外,gaas-sbd的其他特点还有:开关噪声小,温度稳定性好(结温可达- 40~150℃)。

  如图6所示为gaas-sbd(piv=180 v)、si-sbd(piv=90v)与frd(piv=200 v)三种功率开关二极管的反向恢复过程中电流波形的比较。由图可知,与后两种二极管比较gaas-sbd的反向恢复时间短,反向电流峰值小。

  图6 三种功率开关二极管电流反向恢复过程的波形zd=r(t)比较

  表1是各种典型功率(整流)二极管的主要参数比较表。表2及表3比较了

  ufrd、si-sbd和gaas-sbd的参数。在表3中di/dr=100 a/pts,f=100 khz。

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